ゲノム創薬のための生体組織工学を利用した超微量スクリーニングシステムの開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12650790
• Research Institution: Sojo University
• Principal Investigator: 松下 琢 崇城大学, 工学部, 助教授 (10209538)
• Keywords: ゲノム創薬 / スクリーニングシステム / 正常ヒト肝細胞 / 三次元培養 / スフェロイド / アンモニア代謝 / ポリ-L-グルタミン酸 / 組織形成

Research Abstract

ヒトゲノムのおおよその全塩基配列が2001年に発表され、2003年には正確な配列決定作業が終了しようとしている。このゲノム解析の結果をもとに新薬を開発するゲノム創薬で重要なことは、ゲノム情報から推定されるタンパク質の3次元構造および機能の相関に関する膨大なデータベースの蓄積と、デザインされた化合物から真に有効な物質を効率的にスクリーニングするシステムの開発である。特にこのスクリーニングシステムについては、近年実験動物とヒトでの薬物の代謝様式の違いなどが指摘され、また創薬の元となるゲノム情報がヒト由来であることからも、ヒト細胞の利用が重要となってきている。そこで本研究では、これまで筆者らがこれまで独自に研究してきた動物細胞の生体外組織化培養(三次元培養)技術を正常ヒト肝細胞に適用し、肝細胞に関わる重要疾患である糖尿病の創薬を念頭においた超微量スクリーニングシステムの開発を目的とする。本年度は特に以下知見が得られた。尚正常ヒト肝細胞はインフォームドコンセントにもとづいて研究用に米国で取得販売されているものを利用した。
(1)ヒト細胞は微量にしか所得できないため、これを広く利用できるようにするには増殖培養が不可欠となる。未分化細胞を多く含む胎児由来の本肝細胞は、血清添加培地で第8継代目までは順調に増殖することが明らかとなったが、一方アンモニア代謝活性などの分化機能も消失することが判明した。
(2)本細胞を増殖させた後に三次元培養させることで肝機能(アンモニア代謝能)が回復することが明らかとなった。
(3)本ヒト肝細胞は、他のラット等の初代肝細胞と違って、poly-L-lysineなどで被覆した正電荷を持つ培養表面では三次元化しづらく、逆にpoly-L-glutamineなどで被覆した負電荷表面で、三次元化しやすいことが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] T.Matsushita et al,: "Vitronectin enhances adhesion force and t-PA production of weakly adherent 293 cells exposed to a shear stress"Cytotechnology. 32巻3号. 181-190 (2000)
• [Publications] H.Ijima,T.Matsushita et al: "Development of a hybrid artificial liver using a polyurethane form/hepatocyte-spheroid packed-bed medule"Int.Journal of Artificial Organs.. 23巻6号. 389-397 (2000)
• [Publications] H.Ijima,T.Matsushita, et al: "Conditions required for a hybrid artificial liver support system using a PUF/hepatocyte-spheroid packed-bed module and it's use in dogs with liver failure"Int.Journal of Artificial Organs. 23巻7号. 446-453 (2000)
• [Publications] 松下琢: "身体中を駆け巡る臓器幹細胞-骨髄は臓器幹細胞の宝庫か?-"生物工学会誌. 78巻10号. 435 (2000)
• [Publications] 松下琢: "動物細胞工学ハンドブック"朝倉書店(日本動物細胞工学会 編集). 342 (2000)